DE1960996B2

DE1960996B2 - Verfahren zum Reinigen von Schienen und Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1960996B2
Application number: DE19691960996
Authority: DE
Inventors: David John Miller Linder Derek Giles Leslie John London Dobbs
Original assignee: British Railways Board, London
Priority date: 1968-12-05
Filing date: 1969-12-04
Publication date: 1972-12-21
Also published as: GB1287744A; FR2025447A1; PL71474B1; SE353558B; CS150294B2; DE1960996A1; CH503846A; AT299286B; RO55528A; US3619551A; NL6918335A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Schienen mit einem Plasmabogen-Brenner, insbesondere ziir Verbesserung der Haftung zwischen Schiene und Rad bei Schienenfahrzeugen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein solches Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind Gegenstand des älteren Patents 1 919 258.

Der übliche Plasmagenerator, der mit einem übertragenen Bogen betrieben wird, kann eine extrem hohe Temperatur an einer Oberfläche erzeugen. Der Aufheizeffekt ist sehr lokalisiert; die Erfahrung hat gezeigt, daß es schwierig ist, den lokalisierten heißen Fleck oder Anodenfleck gleichförmig mit hohen Geschwindigkeiten von seiner Stelle zu bewegen. Die Aufheiznnd Rejniguj?gseffekie an Schjenpn sjnd daher bei Verwendung eines Plesmsfoogens im allgemeinen nicht gleichmäßig; der Bogen kann an Diskontinuitäten ausgelöscht werden, beispielsweise in den Lücken zwischen den Schienen.

Diese Nachteile zu beseitigen ist Aufgabe der Erfindung. Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß über die Lauffläche der Schienen

ίο ein gasförmiger Plasmabogen eines in der nicht übertragenen Betriebsweise arbeitenden Brenners geführt wi.4 pad dafi der PJasmabogen zusätzlich durcjj einen Strom zwischen dem Brenner und der Lauffläche der Schiene überlagert wird. Der Strompfad wird z. B.

von der Schiene und einem Rad, das mit diesem in Kontakt steht, geschlossen.

Durch die Erfindung werden sowohl gegenüber der einfachen übertragenen Betriebsweise und der einfachen nicht übertragenen Betriebsweise wesentliche

ao Vorteile erzielt. Im Vergleich mit der ersieren Betriebsweise wird die Erzeugung eines lokalisierten Anodenflecks vermieden. Grundsätzlich wird das aus dem Generator austretei: Ie Plasma-Gas als elektrischer Leiter verwendet, welcher durch einen zwischen dem

as Generator und der Oberfläche der Schiene fließenden Strom weiter aufgeheizt wird. Der Aufheizeffekt des Gasstromes auf die Schiene zusammen mit dem relativ niedrigen Strom in der Schiene verhindert die Bildung eines sich zusammenziehenden Anodenflecks und eriaubt eine gleichförmige Bewegung des Plasmastrahles über die Schiene.

Genauso wie bei der nicht übertragenen Betriebsweise hat die erfindungsgemäße, als teilweise übertragen anzusprechende Betriebsweise einen heißen Gasstrom zur Folge, der auf die Svhienenoberfläche auftrifft und darauf befindliche Verunreinigungen zerstört oder beseitigt. Sie vermeidet jedoch eine Verminderung des Wirkungsgrades, die auf das Absinken der Gastemperatur zurückzuführen ist infolge einer Mischung mit der umgebenden Luft, und zwar in der Zeit, in der das Gas auf die Schiene trifft. Erfindungsgemäß wird die Temperatur des Gases bis zur Schienenoberfläche aufrechterhalten, so daß der Reinigungsprozeß sowohl lokal als auch außerhalb des Auftreff- punktes verstärkt wird. Verbesserte Strömungseigenschaften als Folge der hohen Temperatur des Gastroines tragen ebenfalls zu diesem Resultat bei.

Es erweist sich als vorteilhaft, wenn der Strom durch eine Gleichspannung zwischen Brenneranode und Schiene erzeugt wird. Es ist jedoch auch günstig, den Strom durch eine Wechselspannung zwischen dem Brenner und der Schiene zu erzeugen. Durch Verwendung eines Wechselstromes kann der Aufwand für den Gleichrichterteil wesentlich vermindert werden.

Gas	Gasgeschwindigkeit I in l/Min.	Gasgeschwindigkeit m/Sek.	Spannung zur Verbesserung des Plasmastrahles
Gemisch von Argon und Wasserstoff. Wasserstoff anteil zwischen 10 und 25 % Gemisch von Argon und Wasserstoff. Wasserstoff anteil zwischen 10 und 80% Stickstoff	10 bis 100 10 bis 100 10 bis 100 10 bis 100	200 bis 1500 200 bis 1500 200 bis 1500 200 bis 1500	25 bis 100 25 bis 120 50 bis 200 50 bis 300
Druckluft

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die Anschlagbolzen der Schienen aus isolierendem Plastikmaterial oder aus verschiedenem Plastikmaterial geschützt. Für einen wirksamen Einsatz des durch das erfindungsgemäße Verfahren verbesserten Plasmastrahles ist nämlich das Vorhandensein eines Strompfades Voraussetzung. Wo isolierte Abschnitte der Schiene auftreten, fließt kein Strom; die Einwirkung des verbesserten Plasmastrahles ist an iso'ierten Abschnitten vermindert oder überhaupt beseitigt, so daß die Isolatoren geschützt werden.

Beispiele für verschiedene Gase, die verwendet werden können, sind in der vorstehenden Tabelle zusammen mit geeigneten Strömungsbedingungen und Spannungen zur Verbesserung des Plasmastrahles aufgeführt.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird an Hand der Zeichnung erläutert.

Getrennte Energieverrorgungseinrichtungen 1 und 2 mit hoher Reaktanz sind für den Strom für den Plasmabrenner und den überlagerten Strom für die Verbesserung des Plasmastrahles vorgesehen. Die Versorgungseinrichtungen 1 und 2 bestehen jeweils aus Dreiphasen-Transformatoren 3 bzw. 4, in Serie geschalteten einstellbaren Spulen 5 bzw. 6 und Dreiphasen-Gleichrichtern 7 bzw. 8. Die Ausgänge dieser Versorgungseinrichtungen sind an ihrer negativen Seite miteinander verbunden, die ihrerseits mit einer Kathode 9 eines Plasmabrenners 10 verbunden sind. Der Brenner 10 wird von einem Wagen getragen, und zwar oberhalb einer Schiene 12, beispielsweise von einem Achslager des Fahrzeuges. Eine Anode 11 des Brenners ist mit dem positiven Ausgang der Versorgungseinrichtung 1 verbunden. Der positive Ausgang der Versorgungseinrichtung 2 ist mit der Schiene 12 über einen Schalter 13 mit einer Räderanordnung, die auf der Schiene läuft, verbunden. Wie schematisch gezeigt ist, ist die Versorgungseinrichtung 2 mit einem Rahmen eines Drehschemels 14 verbunden, bei dem eine Starkstromverbindung 15 zu einer Drehschemelachse besteht Für die erfindungsgemäße Anwendung bedarf der Brenner 10 selbst keiner wesentlichen Abänderung im Vergleich zur Anwendung der einfachen nicht übertragenen Betriebsweise. Falls erwünscht, kann mehr als ein Brenner von einer gemeinsamen is Versorgungseinrichtung gespeis: werden.

Mit einer Versorgungseinrichtung, wie sie oben beschriebtn ist, können Versorgungseinrichtungen mit fallender Stromspannungscha ikteristik durch einfache Mittel erzielt werden.

ao An Stelle der Versorgungseinrichtung 2 zur Verbesserung des Plasmastrahles kann auch ein Gleichstromgenerator mit einer Anordnung von Serienwiderständen verwendet werden. Erfindungsgemäß hat diese Versorgungseinrichtung ebenfalls eine fallende Stromes Spannungs-Charakteristik.

Die folgende Tabelle gibt Beispiele von spezifischen Arbeitsbedingungen für einen Brenner, der eine Mischung von Wasserstoff und Argon verwendet, bei der der Wasserstoff gehalt bis zu 10% der Mischung, der Abstand von Brenner zur Schiene etwa 2,5 cm (1 hch) und die Gasgeschwindigkeit etwa 600 m/Sek. beträgt.

Spannung des Brenners (zwischen Anode und Kathode) in Volt	Spannung zur Verbesserung des Plasmastrahles (zwischen Anode und Schiene) in Volt	Brennstrom in Ampere	Strom zur Verbesserung des Plasmastrahles in Ampere	Gasgeschwindigkeit Liter/Min.
47 68 41 41	-7 - 1 + 3 + 9	120 140 188 140	12 25 30 40	30 75 30 30

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Reinigen von Schienen mit einem Plasmabogen-Brenner, dadurch gekennzeichnet, daß über die Lauffläche der Schienen ein gasförmiger Plasmabogen eines in der nicht übertragenen Betriebsweise arbeitenden Brenners geführt wird und daß der Plasmabogen zusätzlich durch einen Strom zwischen dem Brenner und der Lauffläche der Sehiene überlagert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom durch eine Gkiefaspanrumg zwischen Brenneranode und Schiene erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom durch eine Wechselspannung zwischen dem Brenner und der Schiene erzeugt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgungseinrichtungen für den Brenner bzw. den zusätzlich fließenden Strom jeweils eine fallende Spannungs-Volt-Charakteristik besitzen.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner ar zwei voneinander getrennte Energieverscrgunoseinrichtungen mit gemeinsamem negativen Ausgang der mit der Brennerkathode verbunden ist, angeschlossen ist und daß die positiven Ausgänge mit der Brenneranode bzw. über eine Kontakteinrichtung mit Rädern mit der Schiene Jn elektrisch leitendem Kontakt stehen.